Способ шунтирования поврежденной фазыпРи ОдНОфАзНыХ зАМыКАНияХ HA зЕМлюи ВОССТАНОВлЕНия НОРМАльНОгО РЕжиМАРАбОТы СЕТи C изОлиРОВАННОй или KOM-пЕНСиРОВАННОй НЕйТРАлью и уСТРОйСТВОдля ЕгО ОСущЕСТВлЕНия Советский патент 1981 года по МПК H02H3/28 H01H1/02 

ния нормального режима работы сети с изолированной или компенсированной нейтралью, основанном на выборе поврежденной фазы в режиме однофазного замыкания на землю и соединении ее с землей через шунтирующий блок с конечным сопротивлением, в нормальном режиме работы сети измеряют ее емкость относительно земли, задают напряжение уставки в функции измеренной емкости, а при однофазном замыкании на землю в шунтирующем блоке, содержащем группу параллельно включенных элементов, отключают часть элементов, измеряют приращение -напряжения нулевой последовательности сети, сравнивают его с напряжением уставки, и если разность последних величин равна нулю с учетом погрешности измерения, то последовательно отключают оставшиеся элементы группы до восстановления нормального режима работы сети, а если указанная разность- не равна нулю, все отключенные элементы вновь подключают.

Способ может быть осуществлен устройством, содержащим блок подключения, соединенный с фаз.ами сети, блок выбора поврежденной фазы, первый вход которого соединен с обмоткой напряжений фаз сети относительно земли трансформатора напряжения,.а первый выход - с блоком подключения, шунтирующий блок, источник оперативного тока и измерительный орган, в котором шунтирующий блок снабжен рядом параллельных цепочек, состоящих из последовательно соединенных элементов с конечным сопротивлением и ключей, одни выводы этих цепочек сое.динены с. блоком подключения, а другие - с з-емлей, и которое дополнительно содержит однофазный трансформатор, один вывод первичной обмотки которого подключен к нейтрали сети, другой - через трансформатор тока к земле, а вторичная обмотка соединена с источником оперативного тока, последовательно соединенные орган блокировки, блок памяти и блок управления, причем к обмотке напряжения нулевой последовательности трансФорматора напряжения подключены вход органа блокировки, второй вход блока выбора :поврежденной фазы, первый вхо измерительного органа и второй вход блока .управления, третий .вход которого соединен со вторым выходом блока выбора поврежденной фазы, а выходы с ключами .вышеуказанных цепочек, второй, выход органа блокировки соединен с управляющим. входом источника оперативного тока, второй вход блока памяти подключен к выходу измерительного органа, второй вход которого подключен к трансформатору тока, установленному в нейтрали сети. I Если основной цельн является улучшение условий электробезопасности.

:то элементы с конечным сопротивлением шунт ирукнцего блока выполнены в виде резисторов/ причем напряжение уставки в зависимости от емкости сети определяют в соотве ствии сформулой

и

Ф ЛУЧ

V(u)C)

М

где U,j(. - напряжение уставки;

и

фазное напряжение сети;

Ф ёмкость сети относительно земли;

сопротивле.ние всей групдгпы параллельно включенны резисторов;

ДП, сопротивление оставшихся параллельно включенных резисторов (после отключния части резисторов);

ш угловая частота. Если основной целью является повышение надежности функционирования сети, то элементы с конечным сопротивлением шунтирующего блока выполнены в виде конденсаторов, причем напряжение уставки в зависимости от емкости сети определяют в соответствии с формулой

С+лС

С+дС

где ДС - емкость группы параллельно включенных конденсаторов ; йС - емкость оставшихся параллельно включенных конденсаторов (после отключения части конденсаторов). На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого устройства.

Трехфазный источник 1питает электрическую сеть, параметры которой относительно можно представить в виде набора 2 емкостей и активных сопротивлений. Источник оперативного тока 3 подключен ко вторичной обмотке однофазного трансформатора 4, первичная обмотка которого включена между нейтралью сети и землей. Шунтирующий блок 5 содержит цепочки, состоящие из последовательно соединенных элементов с конечным сопротивлением и ключей б . Эти цепочки, одними выводами подсоединены к блоку подключения 7, а другими - к земле. Управление ключгиии осуществляется блоком управления 8. Первый вход блока управления подключен к блоку памяти 9, второй вход блока управления подключен к обмотке напряжения нулевой последовательности трансформатора напряжения 10, а третий - ко второму выходу блока выбора поврежденной фазы 11. Один вход блока памяти связан с измерительным органом 12, aiдругой - с органом блокировки 13, Первый выход блока 11 соединен с бл ком подключения 7. Вход органа блокировки подключен к обмотке напряже -ния нулевой последовательности тран сформатора напряжения 30. Измерител ный орган связан с трансформатором тока 14, установленным в нейтрали сети, и с обмотками трансформатора напряжения 10, В нормальном режиме в сеть вводят оперативный ток и с помощью измерительного органа определяют ее емкость относительно земди. При .од- нофазном замыкании на землю блок 11 выбирает поврежденную фазу и подключает в ней с помощью блока 7 все цепочки, состоящие из последовательно соединенных элемен.тов с конечным сопротивлением ключей б. Затем блок 8 с помощью ключе б последовательно отключает часть элементов с конечным сопротивлением R - . Изменение напряжения нулевой последовательности U при этом конт ролируется блоком 8. В зависимости от измеренной величины емкости сети относительно земли по указанным выше формулам-(1) или (2) задают напряжение уставки. При этом опреде ляют разность между приращением нап ряжения нулевой последовательности и уставкой. При устранении замыкани эта разность практически равна нулю В этом случае отключение элементов шунтирующего блока продолжается, и в результате в сети восстанавливается нормальный режим работы. Если замыкание не устраняется, блок 8 возвращает ключи в первоначальное положение (все ключи вклкзчены), При этом подключаются.все эл менты с конечным сопротивлением и далее процесс повторяется до устранения замыкания на землю. На время однофазного замыкания на землю орган блокировки 13 блокирует источник оперативного тока 3 и блок памяти 9, Последнее запоминает то значение емкости, которое име ла сеть до момента замыкания на зем лю. Шунтирование повреждённой фазы при однофазном замыкании на землю рядом цепочек, состоящих из последовательно включенных элементов с конечным сопротивлением и ключей, существенно уменьшает кратность перенапряжения в сети, а также обеспечивает управляемое восстановление нормального режима работы сети. При двойных замлканйях на землю устройство не выводится из работы и не ухудшает процессов в сети. Формула изобретения 1, Способ шунтирования поврежденной фазы сети при однофазных замыканиях на землю и восстановления нормального режима работы сети с изолированной или компенсированной нейтралью, основанный на выборе поврежденной фазы в режиме однофазного замыкания на землю и соединения ее с землей через шунтирующий блок с конечным сопротивлением, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности функционирования сети и улучшения условий электробезопасности, в нормальном режиме работы сети измеряют ее емкость относительно земли, задают напряжение уставки в функции измеряемой емкости, а при однофазном замыкании на землю в шунтирующем блоке, содержащем группу параллельно включенных элементов, отключает часть элементов, измеряют приращение напряжения нулевой последовательности сети, сравнивают его с напряжением уставки, и если разность последних величин равна нулю с учетом -погрешности измерения/ то последовательно отключают оставшиеся элементы группы до воссганбвления нормального режима работы сети, а если указанная разность не равна нулю, то все отключенные элементы вновь подключают. 2. Устройство для осуществления способа по п, 1, содержащее блок подключения, соединенный с фазами сети, блок выбора поврежденной фазы, первый вход которого соединен р обмоткой напряжений фаз сети относительно земли трансформатора напряжения, а первый выход - с блоком подключения, шунтирующий блок, источник оперативного тока и измерительный орган, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности функционирования сети и улучшения условий электробезопасности, шунтирующий блок снабжен рядом параллельных цепочек, СО.-ТОЯЩИХ из последовательно соединенных элементов с конечным сопротив-. лением и ключей, одни выводы этих цепочек соединены с блоком подключения, а - с землей, и оно дополнительно содержит однофазный трансформатор, один вывод первичной обмотки которого подключен к нейтрали сети, другой - через трансформатор тока к земле, а вторичная обмотка соединена с источником оперативного тока, последовательно соединенные орган блокировки, блок памяти и блок управления, причем к обмотке напряжения нулевой последовательности трансформатора напряжения подключены вход органа блокировки, второй вход блока выбора поврежденной фазы/ первый вход измерительного органа и второй вход блока управления, третий вход которого соединен со вторым выходом блока выбора поврежденной фазы, а выходы - с ключами вышеуказанных цепочек, второй выход органа блокировки соединен с управляющим входом источника оперативного тока,второй вход блока памяти подключен к выходу измерительного органа, второй вход которого подключен к трансформатору тока, установленному в нейтрали сети.

3. Устройство по п. 2, о т л и чающееся тем, что, с целью улучшения условий электробезопасности, элементы с конечным сопротивлением шунтирующего блока выполнены в виде резисторов, причем напряжение уставки в зависимости от емкости сети определяют в соответствии с формулой

I

J лг

и

U

щ

ф

Ф

NCT

-Уси)С)Ч( VUS)V(S

де

-напряжение уставки,;

-фазное напряжение сети; С

-емкость сети относительно земли;

-сопротивление всей груплгпы параллельно включенных резисторов;

-сопротивление оставшихся

Лг, параллельно включенных резисторов (после отключения части резисторой);

ч/ - угловая частота.

4. Устройство поп. 2,oтлич а ю щ е е с я тем, что, с целью . повышения надёжности Функционирования сети, элементы с конечным сопротивлением шунтируняцего блока выполнены в виде конденсаторов, причем напряжение уставки в зависимости от емкости сети определяют в соответствии сформулой

J.

ифлс

V

с+лс

где ас

- емкость группы параллельно

включенных конденсаторов; дс. , - емкость оставшихся параллельно включенных конденсаторов (после отключения части конденсаторов).

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Сирота И.М., Кисленко С.Н. и Назаров В.В. Быстродействующее заэемление поврежденной фазы с изолированной нейтралью. Промышленная энергетика, № 5, 1977, с. 37-38.

2.Авторское свидетельство СССР № 412651, кл. Н. 02 Н 3/16, 25.01.74.

3. Авторское свидетельство СССР 114780, 31.07.79.